PRESENTAZIONE

L'insegnamento fornisce concetti base di elettronica analogica e digitale, focalizzando l'attenzione su componenti e circuiti tipicamente utilizzati nella misura e controllo di sistemi elettrici e sistemi elettronici di potenza.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Acquisizione delle conoscenze teoriche di base e dei riferimenti tecnici per la progettazione e la verifica sperimentale di circuiti elettronici digitali e analogici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Comprendere criteri e regole di progettazione di circuiti nella letteratura tecnica. 
Conoscere i componenti elettronici ed i criteri di scelta per progettare circuiti di interfaccia e di misura.
Effettuare verifiche sperimentali di corretto dimensionamento e funzionamento di semplici circuiti.

PREREQUISITI

Elettrotecnica, teoria dei circuiti.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali, attività di laboratorio ed esercizi in autonomia.
- lezioni frontali: in aula mediante uso di slide, con riferimento a testi, datasheet, risorse online;
- attività di laboratorio: gli studenti, suddivisi in gruppi, avranno contatto diretto con strumentazione elettronica per la caratterizzazione di diodi e transistori e avranno la possibilità di realizzare semplici circuiti con amplificatori operazionali e circuiti logici; gli studenti compileranno un foglio di lavoro durante ed al termine di ciascuna esercitazione;
- esercizi in autonomia: sul proprio PC gli studenti eseguiranno simulazioni dei circuiti discussi a lezione e discuteranno chiarendo l'approccio, le ipotesi ed i risultati.

Gli studenti con disabilità o con DSA possono fare richiesta di misure compensative/dispensative per l'esame. Le modalità saranno definite caso per caso insieme al Referente per Ingegneria del Comitato di Ateneo per il supporto agli studenti disabili e con DSA. Gli studenti che volessero farne richiesta sono invitati a contattare il docente dell'insegnamento con congruo anticipo mettendo in copia il Referente per Ingegneria (https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita.html), senza inviare documenti in merito alla propria disabilità.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. Fisica dei Semiconduttori e Componenti Passivi

• Materiali semiconduttori, giunzioni p–n e diodi;
• Componenti passivi (in collegamento con l'insegnamento di Teoria dei Circuiti e Laboratorio Elettrico).

2. Transistor Bipolari a Giunzione (BJT)

• Principio di funzionamento e polarizzazione;
• Equazioni fondamentali ai grandi e piccoli segnali;
• Parametri e circuiti equivalenti nelle configurazioni a emettitore comune (CE), base comune (CB) e collettore comune (CC).

3. Transistor ad Effetto di Campo a Giunzione (JFET)

• Principio di funzionamento e polarizzazione;
• Caratteristiche e applicazioni.

4. Transistor ad Effetto di Campo MOS (MOSFET)

• Principio di funzionamento e polarizzazione;
• Caratteristiche e applicazioni.

5. Applicazioni di BJT, JFET e MOSFET

• Architetture di amplificazione e condizionamento del segnale, inclusi collegamenti Darlington, amplificatori in cascata, stadi cascode, configurazioni totem-pole e amplificatori differenziali.

6. Amplificatori Operazionali

• Principio di funzionamento e caratteristiche principali, distinguendo tra dispositivi con ingresso BJT e dispositivi con ingresso JFET/MOSFET;
• Circuiti tipici per amplificazione, buffering (adattamento d'impedenza), regolazione di corrente e raddrizzamento.

7. Porte Logiche

• Famiglie logiche e principi di funzionamento;
• Caratteristiche elettriche, prestazioni e limiti.

A. Simulazione Circuitale mediante PSpice

• Utilizzo del simulatore circuitale PSpice 9.1 student version, trasversale sui Moduli 2–7.

B. Attività di Laboratorio

• Progettazione, realizzazione e collaudo di circuiti elettronici, trasversale sui Moduli 5–7.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

a) Dispense del corso.

b) Testi di elettronica circuitale e dispositivi:
- P. Horowitz and W. Hill, The art of electronics, 2nd ed. Cambridge University Press, 1990.
- A. S. Sedra and K. C. Smith, "Microelectronic circuits", Oxford Univ. Press, 6th ed o più recente

c) Bruce Carter and Thomas R. Brown, "Handbook of Operational Amplifier Applications" (Texas Instruments), 2016: https://www.ti.com/lit/an/sboa092b/sboa092b.pdf

d) PSpice tutorials:
- Purdue University: https://engineering.purdue.edu/~ee255d3/files/PSPICEtutorial.pdf
- Guida all'installazione (in Italiano): https://www.docenti.unina.it/webdocenti-be/allegati/materiale-didattico/34276224
- Pagina web di guida generale con esempi e link per scaricare exe file di installazione curata dal Prof. Guazzoni (Politecnico di Milano): https://guazzoni.faculty.polimi.it/fde/laboese.htm

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste di un testo scritto contenente domande ed esercizi sulle varie parti del corso.

Fanno parte dell'esame le esercitazioni di laboratorio (no. 3) e gli esercizi in autonomia (no. 3) durante il corso e che forniscono un bonus sul voto di esame fino a +3 trentesimi. Dettagli e chiarimenti sono forniti durante la prima lezione e su richiesta.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Domande ed esercizi sono concepiti per essere svolti in circa 15-20 minuti ciascuna. Le domande hanno una parte iniziale teorica (spiegare un concetto, definire dei termini, etc.) ed una seconda breve parte riguardante un calcolo numerico (per es. assegnando valori ai parametri coinvolti).
La durata è di regola 1.5 ore.